大人のゼブラフィッシュ脳由来神経球の単離および培養
Summary
ここでは、全脳から、または終脳、tectalまたは成人のゼブラフィッシュの脳の小脳領域のいずれかに由来する神経球アッセイを使用して、大人の神経新生を調べるために、再現性のある方法を提供します。さらに、我々はゼブラフィッシュの神経球における遺伝子発現を操作するための手順を説明します。
Abstract
The zebrafish is a highly relevant model organism for understanding the cellular and molecular mechanisms involved in neurogenesis and brain regeneration in vertebrates. However, an in-depth analysis of the molecular mechanisms underlying zebrafish adult neurogenesis has been limited due to the lack of a reliable protocol for isolating and culturing neural adult stem/progenitor cells. Here we provide a reproducible method to examine adult neurogenesis using a neurosphere assay derived from zebrafish whole brain or from the telencephalon, tectum and cerebellum regions of the adult zebrafish brain. The protocol involves, first the microdissection of zebrafish adult brain, then single cell dissociation and isolation of self-renewing multipotent neural stem/progenitor cells. The entire procedure takes eight days. Additionally, we describe how to manipulate gene expression in zebrafish neurospheres, which will be particularly useful to test the role of specific signaling pathways during adult neural stem/progenitor cell proliferation and differentiation in zebrafish.
Introduction
哺乳動物の神経幹細胞（NSCは）分裂細胞のクラスターは、神経球1と呼ばれるように自由に浮遊培養物中で成長する能力により、in vitroで特徴づけられています。上皮成長因子（EGF）及び線維芽細胞増殖因子（FGF）の存在下では、NSCは、すなわち 、二つの異なる娘細胞を生成するために、非対称自己再生のNSCを生成するためにいずれかの対称的に分裂し、または、分化前駆細胞および新規NSCを。ニューロスフェア培養物は、したがって、神経幹/前駆細胞とより分化した神経細胞2-4の混合物であるNSCは、しかし、2つの特定の特性によって、他の神経球の細胞型と区別することができます。彼らは自由に長期の自己再生を表示します文化を浮遊し、それらは、細胞外マトリクス基板への成長因子の撤退と、接着以下のすべての神経細胞系統（ すなわち 、ニューロン、アストロサイト、およびオリゴデンドロサイト）に分化することができます。 mammでALS、神経球培養系は成体脳におけるNSCの存在を示すために使用されるインビトロ系において最初であり、神経幹細胞および前駆細胞の増殖、自己再生能と多分化を分析するための最も一般的に使用されるツールのままです。したがって、球形成アッセイは、いくつかの欠点や限界4苦しむもかかわらず、この培養系は、そのインビボニッチ4から除去され、重要な調節因子を同定することに尽力してきたときに、幹細胞として振る舞うために、細胞の可能性を評価するための価値がありますNSC自己複製と細胞の運命決意5-7の。
成体の神経発生が制限されている哺乳動物とは対照的に、ゼブラフィッシュは、構成的に、その生涯を通じて脳全体軸に沿って、新しいニューロンを産生します。ゼブラフィッシュ成体の脳は、ゼブラフィッシュにトンを理解するための強力なモデル生物を作る神経幹/前駆細胞を保有する複数の神経因性ニッチを表示します彼は、細胞、脳内の活動だけでなく、中枢神経系の再生に必要な分子プログラムを食い止めます。過去17年間で、いくつかの研究グループは、単離およびゼブラフィッシュ神経細胞8,9を培養するための方法論を開発しました。これらの研究は、 インビトロではなく、NSCのを維持し、その特性を調査で胚性神経細胞およびグリア細胞を産生することを目的としました。ニューロスフェアは、大人Apteronotusのleptorhynchus（ブラウンゴーストKnifefish）10で生成されているが、ゼブラフィッシュにおけるニューロスフェア形成アッセイが確立されて残りました。
ここでは、ゼブラフィッシュの神経新生11中のmiR-107の役割を実証するためのニューロスフェア形成アッセイを説明します。プロトコルが可能になります。1）ゼブラフィッシュの全脳から、またはそのような終脳、蓋、および小脳などのいくつかの解剖脳領域からいずれかの成体神経幹細胞/前駆細胞のコレクションです。 FLの2）の生成浮動および成体神経幹/前駆細胞からの自己再生の神経球。 3）ダウンとアップレギュレーションをコードする遺伝子または小さな非コードRNAニューロスフェア中の11の発現のためには、神経幹/前駆細胞の増殖および分化における役割を調査します。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルの主な目的は、神経幹/前駆細胞の細胞および分子の機能を研究するためにゼブラフィッシュの脳由来の神経球を分離し、培養大人のすることです。ここでは、成人のゼブラフィッシュの脳から、多能性神経細胞を選択し、3神経細胞型、 すなわち 、アストロサイト、ニューロンおよびオリゴデンドロサイトを生成する方法を報告しています。再現性のニューロスフェア…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Guillermina Hill-Teran and Marie-Elise Schwartz for assistance. This work was supported by grants from the National Institutes of Health (5R00HL105791 to S.N.) and from the Alzheimer (NIRP 12-259162). This work was also supported by Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (CFC and JLT), Agence Nationale de la Recherche (13-BSV4-0002-01 (JLT), NIH (1R01EB016629-01A1 (JLT), Connecticut Stem Cell Research Fund (13-SCA-Yale-04 (JLT).
Materials
| DPBS 1X | Life Technologies | 14190-144 | |
| DMEM/F12 1X | Life Technologies | 11330-032 | |
| L-Cysteine hydrochloride monohydrate | Sigma | C6852-25g | |
| B-27 | Life Technologies | 17504-044 | |
| N-2 | Life Technologies | 17502-048 | N-2 supplement (100x) liquid |
| HEPES | Life Technologies | 15630 | 1M |
| D-(+)-Glucose 45% | Sigma | G8769 | |
| Penicillin-streptomycin | Life Technologies | 15140-122 | |
| Fetal Bovine Serum | Life Technologies | 16000044 | |
| Human FGF-basic | Peprotech | 100-18B | |
| Human EGF | Peprotech | AF-100-15 | |
| Insulin | Sigma | I5500-50 mg | |
| DNAse | Sigma | DN25-10mg | |
| Papain | Worthington Biochemical Corporation | LS003126 | |
| Matrigel | Becton Dickinson | 356234 | |
| PFA | TCI | P0018 | |
| PBS | AmericanBio | AB11072-04000 | |
| Tricaine MS-222 | Sigma | A5040 | stock solution of 4 mg/ml. |
| Trycold gel | Sigma | TGP8 | gel pack |
| Amaxa Basic Nucleofector Kit | Lonza | VPI-1004 | |
| Trypan blue stain | Life Technologies | 15250061 |
Riferimenti
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